在自然界，一種元素或化合物在不同條件下生成結(jié)構(gòu)、形態(tài)、物性完全不同的晶體的現(xiàn)象稱為多晶型現(xiàn)象。McCrone在1965年提出的多晶型概念，強調(diào)了同一種分子在不同固態(tài)晶格中的不同填充、排列方式。近年來，其含義又?jǐn)U大到互變異構(gòu)多晶型、構(gòu)象多晶型以及手性系統(tǒng)等。另外，關(guān)于蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子多晶現(xiàn)象的研究也日趨深入。本文著重討論有機藥物領(lǐng)域中出現(xiàn)的多晶型。

 

有機藥物的結(jié)晶基本上都屬于分子晶格。如利福平分子中有-OH,-C=O,-NH等基團(tuán)，可在利福平分子間、分子內(nèi)、分子與溶媒間形成氫鍵，隨著工藝條件的不同而產(chǎn)生不同的晶型。具有一種化學(xué)結(jié)構(gòu)的藥物，常常可能存在多種晶體形態(tài)，也有人為創(chuàng)造不同的結(jié)晶條件下獲得不同的晶型，多數(shù)化學(xué)藥物存在多晶型現(xiàn)象。造成多晶型現(xiàn)象的原因主要包括藥物分子（原子、離子）的堆積與排列的方式不同、溶劑或結(jié)晶水的介入以及藥物分子的構(gòu)象差異等。此文多晶型（polymorphs）概念包括晶體狀態(tài)、無定形態(tài)、溶劑化物和水合物。

 

晶體狀態(tài)時，由于分子在晶格中具有不同的排列和構(gòu)象。

 

無定形態(tài)，顧名思義，分子的排列沒有規(guī)則，不具有可識別的晶格。

 

 溶劑化物，是指晶格中含有當(dāng)量或非當(dāng)量的溶劑。如果該溶劑是水，則此溶劑化物通常被稱為水合物。

 

何為晶癖？晶癖是生長著的結(jié)晶因結(jié)晶條件（溶媒、雜質(zhì)等）的影響，使分子不能均勻地達(dá)到各結(jié)晶面，從而產(chǎn)生不同的外形,同一晶系的結(jié)晶，外觀可呈現(xiàn)不同的形狀（晶態(tài)），而多晶型則是由于結(jié)晶內(nèi)部構(gòu)造的分子排列不同而產(chǎn)生，二者有本質(zhì)的區(qū)別。另外，盡管溶媒化物與多晶型物也有區(qū)別，但同一藥物的不同溶媒化物，也可表現(xiàn)出不同的熔點、溶解度，從而影響藥物的生物利用度。對于多晶型物的分析鑒定方法（PLM、DSC、TGA、PXRD、IR法等）同樣適用于溶媒化物的研究。

 

多晶型要不要研究，蜻蜓點水，還是一探究竟

 

一般而言，藥物是以結(jié)晶形式或無定形物存在。對于多晶型藥物，同晶型的同一藥物在在外觀、溶解度、熔點、密度、引濕性、制成藥物制劑在體內(nèi)生理環(huán)境下的溶出速率不盡相同、生物有效性等方面往往會有顯著差異，從而影響藥物的穩(wěn)定性、生物利用度及療效。

 

一種原料藥可能存在很多的晶型，但有些結(jié)構(gòu)可能是罕見的，并不太可能形成（重現(xiàn)）。例如對于一個已經(jīng)批準(zhǔn)的藥物制劑，其原料藥可能存在20種多晶型，但實際上只有一小部分多晶型能夠在原料藥和制劑的生產(chǎn)條件下生成。所以建議申請者僅考慮在原料藥生產(chǎn)、藥物制劑生產(chǎn)過程中或者在原料藥和制劑貯藏過程中可能會形成的多晶型。尤其是實際研發(fā)、生產(chǎn)過程中，當(dāng)原料藥存在多晶型時，如何評價其同一性？對原料藥和制劑中的多晶型如何監(jiān)測和控制？

 

醫(yī)藥研發(fā)領(lǐng)域，多晶型現(xiàn)象勢必影響新藥的生物利用度或仿制藥一致性評價中的生物等效。這種現(xiàn)象在口服固體制方面表現(xiàn)得尤為明顯。尼莫地平不同晶型療效完全不同，20世紀(jì)90年代，我國曾發(fā)現(xiàn)進(jìn)口尼莫地平口服制劑的臨床療效是國產(chǎn)仿制藥品的3倍以上，但尼莫地平的純度、手性方面卻幾乎沒有差別，后來發(fā)現(xiàn)是由于兩者采用了不同的晶型。

 

藥物多晶型現(xiàn)象的研究已經(jīng)成為日常控制藥品生產(chǎn)、仿制藥一致性評價及新藥劑型確定前設(shè)計所不可缺少的重要組成部分。了解藥物的多晶型現(xiàn)象及其性質(zhì)，將有助于解決下列問題：

 

 保證在制備和貯存過程中藥物的物理、化學(xué)穩(wěn)定性；

 

 提高新藥生物利用度，減少毒性，增進(jìn)治療效果；

 

保證生產(chǎn)藥物每批的等效性；

 

改善藥物粉末的壓片性能；

 

防止藥物在制備或貯存中產(chǎn)生不良晶型而影響質(zhì)量；

 

提高仿制藥一致性評價中生物等效的概率。

 

如果前期研究不到位，有可能讓你歷時幾年的研究推倒重來，或者增加返工的巨額成本。

 

藥用固體與藥用溶液的表征存在很大的區(qū)別，其根本原因是藥用固體是非均相的。藥用溶液為均相體系，大部分可采用HPLC、NMR、GC以及pH測定來表征。而在固體非均相體系狀態(tài)下，藥物系統(tǒng)所含顆粒的粒徑和成分不一。同時，固體還具有一些特殊性質(zhì)，如晶型、藥物與輔料相互作用，并且在形成溶液時固體會因溶解而消失。此外，各種固體分析技術(shù)所獲得得信息量要比相應(yīng)的溶液分析技術(shù)少。因此，研究固體藥物時，往往需要聯(lián)合使用多種分析技術(shù)。

 

結(jié)晶固體與藥物開發(fā)密切相關(guān)。在不同類型的制劑中，API大部分為母體化合物及其鹽的多晶型或水合物，且大都以結(jié)晶態(tài)存在。有機溶劑的溶劑化合物通常不作為API，但有助于藥物開發(fā)過程中加深對API固體性質(zhì)的了解。一般而言，藥物開發(fā)以采用結(jié)晶態(tài)API為佳，但在生產(chǎn)過程中，如研磨、濕法制粒、干燥及壓縮，會不可避免地產(chǎn)生不同程度的無定形態(tài)。此外，許多藥用輔料包括天然聚合物如纖維素和淀粉，以及其他一些經(jīng)過化學(xué)修飾的天然或人工合成的聚合物都是無定形或部分無定形的。同時，幾乎每一種結(jié)晶態(tài)API都會存在少量的無定形態(tài)。API本身的無定形成分或其他組分的無定形成分會對藥物的理化性質(zhì)及最終療效產(chǎn)生復(fù)雜的影響。

 

由于固體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同（組成、尺度、形狀、對稱性、容量/分子數(shù)目、單位晶胞的空腔體積以及無定形態(tài)缺乏周期性），因此不同的固體會表現(xiàn)出不同的性質(zhì)。不同的晶型具有不同的性質(zhì)，如熔點和光譜性質(zhì)，這些性質(zhì)可以采用不同的方法檢測。其中一些性質(zhì)對藥物開發(fā)至關(guān)重要，對產(chǎn)品的功效和質(zhì)量有重要的影響。

 

不同晶型溶解度為何不同

 

溶解度：不同晶型的溶解度與其自由能直接相關(guān)。因此，即使在相同的溶劑中，不同的晶型亦具有不同的溶解度，并與溫度相關(guān)。在任意溫度（除Tt外）下，亞穩(wěn)定型比穩(wěn)定型的溶解度大。溶解度的差異會導(dǎo)致溶出速率的差異，從而引起溶液介導(dǎo)的多晶型轉(zhuǎn)變。一項針對多晶型對之間溶解度差異的調(diào)查（n=81）顯示，不同多晶型溶解度的比值一般小于2，偶有大于2的現(xiàn)象。假設(shè)服從亨利定律，根據(jù)熱力學(xué)規(guī)律，不同多晶型溶解度的比值與溶劑的性質(zhì)無關(guān)。在大部分稀溶液中，這個結(jié)論是成立的。

 

另一方面，加合物（溶劑化物、水合物）則顯示出不同的溶解行為。溶解度的比值，甚至溶解度的高低次序，在活度不同的溶劑中會發(fā)生變化。與多晶型類似，這種現(xiàn)象也是由熱力學(xué)過程引起的。純的有機溶劑中，溶劑的活度接近1，該溶劑的溶劑化合物穩(wěn)定性最高，而溶解度最低。其他固相，如多晶型、水合物、無定形相及其他有機溶劑的溶劑化合物穩(wěn)定性較低，而溶解度較高。水合物作為一種特殊的溶劑化合物，具有相同的特點。在上述溶解度調(diào)查中，無水/水合物（n=24）的溶解度比值較多晶型的溶解度比值范圍更廣且更高。

 

熱力學(xué)分析顯示，在低于熔點的任一溫度下，無定形態(tài)的自由能較相應(yīng)結(jié)晶態(tài)的自由能更高。因此，溫度在熔點以下時，在任何溶劑中無定形固體比結(jié)晶固體的溶解度高。這對難溶性藥物給藥和提高口服生物利用度具有重要意義。

 

什么情況下，API成藥以無定型為佳

 

溶出速率和生物利用度：如前所述，如果固體的溶出僅由擴(kuò)散決定，溶解度和溶出速率間的關(guān)系符合 Noyes- Whitney方程。因此，不同固體間溶解度的差異直接導(dǎo)致固有溶出速率的差異。當(dāng)顆粒的粒徑及粒徑分布相似時，溶解度的差異也會導(dǎo)致溶出速率的差異，如琥珀磺胺噻唑和碘番酸Ce，一般認(rèn)為口服吸收主要由制劑在胃腸道中的溶出速率和藥物分子透過胃腸道膜的速率決定。

 

生物藥劑學(xué)分類中屬于Ⅱ、Ⅳ類的藥物，溶解度低是其吸收的主要障礙，而利用無定形態(tài)則能改善其吸收。因此，對于目前大多數(shù)ADME性質(zhì)較差的候選藥物而言，制備成亞穩(wěn)定型固體(如無定形態(tài)和無定形固體分散體)，可以作為改善這類藥物的工具。選擇合適的固體形式對開發(fā)高質(zhì)量的藥品至關(guān)重要。

 

值得注意的是，這種方法中溶解度和溶出速率的提高只是一個短暫的效應(yīng)。在體內(nèi)外溶出介質(zhì)中，濃度超過平衡溶解度時會產(chǎn)生一個促進(jìn)穩(wěn)定相成核和結(jié)晶的驅(qū)動力，并最終導(dǎo)致晶核和結(jié)晶的形成，藥物溶解度降低。但是，這個過程需要一定時間，在這個時間差內(nèi)藥物可發(fā)生顯著的吸收。對于那些滲透性極高的化合物，可以有效地透過胃腸道膜并被血液循環(huán)帶走，而不會在胃腸道中發(fā)生濃度堆積現(xiàn)象。

 

多晶型表征高大上嗎？

 

 

目前有很多方法用來表征原料藥的多晶型。通過單晶X-射線衍射確證等同結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是目前權(quán)威性確認(rèn)多晶型的證據(jù)，粉末X射線衍射也可為多晶型的確證提供確鑿的證據(jù)。其他方法：顯微鏡法、熱分析法（差示掃描量熱DSC、熱重分析TGA和熱載臺顯微鏡法）、光譜法（紅外IR、拉曼Raman、固態(tài)核磁共振SSNMR）可以幫助進(jìn)一步確證多晶型的特征。

 

盡管不同晶型的藥物其固態(tài)理化性質(zhì)有絕對的差異，但由于儀器分辨率的限制，這些差異常常出現(xiàn)在分析范圍的邊緣，因此同時采用多種方法進(jìn)行多晶型研究對于保證分析結(jié)果的可靠性具有重要意義。簡要概述幾種常用的方法如下：

 

熱載臺顯微鏡法: 將待測組分的機械混合物放在載玻片上，蓋上蓋玻片后用硅油密封，以免樣品升華。將玻片置于偏光顯微鏡的加熱臺上進(jìn)行加熱，直至完全熔化，待冷卻固化后，再恒速升溫（如4℃/min），顯微觀測融點與熔點。此法僅需少量樣品便可進(jìn)行相變點的測定，熔融態(tài)物或單個階段的過冷趨勢的評估，穩(wěn)定和不穩(wěn)定多晶型的產(chǎn)生及其光學(xué)性質(zhì)的記錄。熱載臺顯微鏡主觀性較強，對實驗者的操作經(jīng)驗要求高，不易準(zhǔn)確觀測各向同性晶體的熔化，只適用于對熱穩(wěn)定的化合物。近年來，攝像技術(shù)也被應(yīng)用到熱顯微鏡法中，可以較為準(zhǔn)確地觀測到樣品的熔融點，以及不同晶體熱熔行為的差異。另外，將DSC與熱載臺顯微鏡法聯(lián)用也是近年發(fā)展的新型分析方法。

 

 紅外分光光度法:　本法的原理是基于同一物質(zhì)的不同晶型其紅外光譜必然會有差異，如舊峰消失，新峰生成，峰位、峰形的變化等，這些譜帶特征的差異可源自不同晶型的存在。紅外光譜法較為簡便、快速，然而圖譜的差異也可能來自其它方面的原因，如同系物的錯標(biāo)，樣品純度不夠，晶體的大小，晶癖的影響，對粉碎作用的不穩(wěn)定性以及鹽的生成或部分分解等，都可能導(dǎo)致分析結(jié)果的偏差。

 

現(xiàn)在較常用的紅外樣品分析方法有石蠟糊法、KBr壓片法、漫反射法以及衰減全反射法（attenuated totalreflection,ATR）等。因為樣品研磨過程中產(chǎn)生的熱量更易為液狀的石蠟油所分散，而且固體KBr壓片過程中，壓力本身就可能導(dǎo)致晶型的轉(zhuǎn)變。相比而言，漫反射光譜法在多數(shù)情況下可以最低限度地減少晶型轉(zhuǎn)變，適用于樣品的預(yù)分析。近年來，紅外與熱顯微鏡的聯(lián)用也取得了進(jìn)展。通過直接對單個小晶體的顯微觀測，可以減少多晶型轉(zhuǎn)變的可能，實現(xiàn)對微量樣品的檢測。

 

X-射線衍射法: 當(dāng)X-射線以θ入射角照射晶體的平面點陣時，若兩相鄰點陣間距為d，則兩平面光程差為2dsinθ,凡符合Bragg公式，即2dsinθ=nλ的情況下，就發(fā)生衍射。分子在晶格中的排列方式不同，從而產(chǎn)生不同的X-射線衍射圖譜。具有不同晶格參數(shù)的多晶型物，可相應(yīng)得到不同的X-射線衍射圖。

 

粉末衍射的樣品制備方便，較為常用。單晶衍射雖然從理論上講，可獲得較多的有用數(shù)據(jù)，便于測定晶胞的大小和形狀，進(jìn)而確定結(jié)晶構(gòu)型和分子排列，然而由于較難得到足夠大小和純度的單晶，因此在實際操作中仍有一定困難。近年來發(fā)展的小分子衍射區(qū)域檢測器為分析較小晶體或純度不夠的晶體樣品提供了可能。許多樣品在使用熱分析法、顯微鏡檢查法或紅外光譜法無法分辨出差別的情況下，用X-射線衍射方法卻能得到滿意的結(jié)果。

 

熱分析法: 現(xiàn)在最為廣泛使用的熱分析法包括熱重分析法（TGA）、差熱分析法（DTA）以及差示掃描量熱法（DSC）。TGA是測量樣品在加熱條件下質(zhì)量的變化，適用于檢查晶體中包含溶劑的量或樣品升華、分解的過程。DTA和DSC較為相似，二者都是將樣品與一種惰性參比物同置于加熱器的兩個不同位置上，按一定程序恒速加熱（或冷卻）。所不同的是，DTA是同步測量樣品與參比物的溫差，而DSC則是測量輸入給樣品和參比物的功率差，即熱量差，較之測量溫差更精確，因此DSC比DTA法更為優(yōu)越。不同晶型，升溫（或冷卻）過程中的吸、放熱峰也會有差異，從而可根據(jù)曲線、熔點峰的不同來確定不同的晶型。熱分析法的應(yīng)用也有助于提高化合物熔點測定的準(zhǔn)確性。此法所需樣品量少，方法簡便靈敏，重現(xiàn)性好，是藥物多晶型研究中極為常用的一種手段。

 

多晶型對藥物理化穩(wěn)定性的影響

 

藥物多晶型在穩(wěn)定性方面，可分為穩(wěn)定型、亞穩(wěn)型和不穩(wěn)型。穩(wěn)定型熵值小、熔點高、化學(xué)穩(wěn)定性最好，但溶出速率、溶解度卻最小，因此生物利用度也差。不穩(wěn)型則相反。亞穩(wěn)型介于穩(wěn)定型和不穩(wěn)型之間，但貯存過久會向穩(wěn)定型轉(zhuǎn)變。如利福平就存在多晶型問題，除影響療效外，主要影響穩(wěn)定性。

 

1976年以前的國產(chǎn)利福平都是無定形，穩(wěn)定性差，分子內(nèi)部容易發(fā)生氧化、水解及轉(zhuǎn)化，故無法保證有效期。1977年改變工藝條件后，得到亞穩(wěn)晶型產(chǎn)品，質(zhì)量顯著提高。多晶型藥物間可通過溶劑為媒介進(jìn)行相轉(zhuǎn)變。例如，生物利用度好的磺胺-5-甲氧嘧啶多晶型物Ⅱ，在混懸液中可轉(zhuǎn)變成生物利用度差的水中穩(wěn)定型，這樣不僅破壞了混懸液的劑型穩(wěn)定性，同時也降低了藥效。

 

多晶型對穩(wěn)定性的影響還表現(xiàn)在藥物的吸濕性。如粟田等報道，β-受體阻斷劑醋丁酰心安（Acebutolol）有三種晶型。其中Ⅲ型較Ⅰ、Ⅱ型易受濕度和溫度影響，吸濕后經(jīng)過溶解、析晶而轉(zhuǎn)變?yōu)閬喎€(wěn)型。又如醋炎痛的五種晶型中，Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ型不吸濕，而Ⅳ、Ⅴ型則在較高相對濕度下緩慢地轉(zhuǎn)變?yōu)橐凰衔铩６谆鶟娔崴散蛐彤?dāng)暴露于一定溫度和濕度下可產(chǎn)生降解，Ⅰ型則較穩(wěn)定。諸如此類，可見選用確定的穩(wěn)定性好的晶型是至關(guān)重要的。

 

多晶型對藥物溶出度及生物利用度的影響

 

藥物的不同晶型，由于溶解度和溶出速率不同，從而影響生物利用度，進(jìn)而導(dǎo)致臨床藥效的差異。Kristl.A等人對無環(huán)鳥苷進(jìn)行溶解度及溶出速度的研究，發(fā)現(xiàn)無環(huán)鳥苷的兩種無水多晶型物（不穩(wěn)型和穩(wěn)定型）溶解度有很大差異。又如H2受體抑制劑甲氰咪胍的五種多晶型物，在37℃蒸餾水中的溶解速度也表現(xiàn)出顯著的差異。Burger,A等人對醋炎痛的多晶型及假多晶型的研究中，發(fā)現(xiàn)其五種晶型在BuOH和pH為6的水溶液中的溶解度有極大差異。飽和水溶液的濃度以Ⅰ<Ⅱ<Ⅳ<Ⅴ<Ⅲ型遞增，而20℃BuOH飽和溶液的濃度則相應(yīng)提高。

 

多晶型固體藥物表面自由能大小是影響其溶出度的因素之一。亞穩(wěn)態(tài)的非極性表面自由能與穩(wěn)態(tài)晶型基本相同，但極性表面自由能大于穩(wěn)態(tài)，因而總的單位表面自由能較大，更易被水潤濕。在固體制劑崩解后形成的混懸液中，由于亞穩(wěn)態(tài)粒子表面易水化，較厚的水化膜的反絮凝作用優(yōu)于穩(wěn)態(tài)晶型物，因此亞穩(wěn)態(tài)的晶體粒子更易分散，從而提高了溶出度。例如難溶于水的皮質(zhì)類激素，如醋酸潑尼松（PNA）及潑尼龍（PL）均存在多晶型現(xiàn)象。分別進(jìn)行溶解度及片劑溶出度實驗，發(fā)現(xiàn)PNA與PL的穩(wěn)態(tài)與亞穩(wěn)態(tài)晶型的片劑，其溶出度存在顯著差異。

 

藥物多晶型對生物利用度的影響，最典型的例子莫過于無味氯霉素（氯霉素棕櫚酸酯）。無味氯霉素水溶性極差，在體內(nèi)受胃腸道的酯酶水解，釋出氯霉素而發(fā)揮療效。許多研究表明，影響生物利用度的主要因素是晶型。無味氯霉素共有A、B、C三種晶型及無定形。其中B型為亞穩(wěn)型，具有較高自由能，水中溶出速度比穩(wěn)定的A型快得多，且易為酯酶水解而吸收，血中濃度幾乎為A型的七倍。C型也為亞穩(wěn)型，它易變?yōu)锳型，溶出速度介于A、B之間，血濃度不高，與A型同稱為“非活性型”。

 

我國在1975年以前生產(chǎn)的無味氯霉素原料、片劑、膠囊都為無效的A型，后來經(jīng)過進(jìn)一步研究，才改進(jìn)生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)出有生物活性的B型，并在質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中增加了非活性晶型的含量限度，從而提高了藥品質(zhì)量，確保了臨床療效。但并不是藥物的多晶型物就必然在體內(nèi)有顯著的生物利用度差異。程卯生等對組胺H2受體拮抗劑法莫替丁的多晶型及生物利用度進(jìn)行了研究。通過熔點測定、差熱分析、紅外光譜及X-射線粉末衍射，確定法莫替丁至少存在兩種不同的晶型。測定二者口服及靜注后的血藥濃度，發(fā)現(xiàn)兩種晶型片劑在健康人體內(nèi)的生物利用度無顯著性差異。

 

藥物制備過程中引起晶型轉(zhuǎn)變的情況

 

在藥物制劑的生產(chǎn)制備過程中，許多因素會影響到晶型的轉(zhuǎn)變。了解并掌握這些影響因素，有利于合理設(shè)計處方，制定工藝方案，避免產(chǎn)生不希望的晶型，使亞穩(wěn)定型穩(wěn)定化，從而保證藥品質(zhì)量及臨床藥效。

 

加熱　藥品經(jīng)干燥或加熱滅菌等工藝條件處理時，當(dāng)達(dá)到某一特定的轉(zhuǎn)變溫度，可能發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變。

 

熔融　熔融物冷卻時，可能析出多晶型物，其類型因冷卻方式而異。例如無味氯霉素的生產(chǎn)工藝中，無效晶型A經(jīng)過熔融（87～89℃）和快速冷卻，即可轉(zhuǎn)變?yōu)橛行У腂晶型。

 

研磨　研磨是藥物制劑制備過程中極為重要的一步，它對晶型轉(zhuǎn)變的影響也屢見報道。Otsuka,Makoto等人發(fā)現(xiàn)，頭孢菌素、氯霉素棕櫚酸酯及消炎痛在研磨過程中均會發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變。一般而言，研磨往往導(dǎo)致亞穩(wěn)型向穩(wěn)定型的轉(zhuǎn)變，但也有例外。

 

混懸　混懸型液體制劑在貯存過程中常常發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變現(xiàn)象，如甲基氫化潑尼松、巴比妥等混懸液。

 

壓力　片劑壓片過程中，壓力可能引起晶型的轉(zhuǎn)變。

 

濕度　對于極易吸濕的晶型，微量的水分即可能引起晶型的轉(zhuǎn)變。

 

實踐證明，研究和掌握藥物多晶型性質(zhì)，對于處方開發(fā)、新藥劑型確定前設(shè)計、生產(chǎn)工藝的優(yōu)化、藥品質(zhì)量控制以及臨床藥效的發(fā)揮都有著極為重要的作用。許多藥物多晶型與療效、穩(wěn)定性之間的關(guān)系仍有待進(jìn)一步研究。

 

多晶型篩選和穩(wěn)定型篩選

 

---揭開多晶型研究的神秘面紗，需要一個系統(tǒng)的矩陣式的設(shè)計方案（略）

 

多晶型篩選主要是為了發(fā)現(xiàn)盡可能多的結(jié)晶型(大部分為多晶型)固體，但也包括尋找水合物和溶劑化物，同時要找到多種晶型中熱力學(xué)最穩(wěn)定的晶型和搞清楚主要晶型之間的轉(zhuǎn)變過程才算完成研究任務(wù)。多晶型篩選一般包括以下方法：

 

① 不同條件下重結(jié)晶：通過溶液溶解或熔化多晶型篩選一般包括以下方法。改變原始固體的結(jié)晶性，然后在一系列條件(如溫度、溶劑，過飽和度、添加物等)重新結(jié)晶，觀察是否有其他晶型形成。

 

②　檢查熱、濕度、機械壓力等導(dǎo)致的固體-固體轉(zhuǎn)變。

 

 對于某一化合物，雖然篩選和發(fā)現(xiàn)其所有的晶型是有意義的，但發(fā)現(xiàn)最穩(wěn)定的多晶型才是多晶篩選中最重要的一項工作。Zhang等提出了3種能更好地發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定多晶型的晶型篩選方法。混懸液/漿體的應(yīng)用和溶液介導(dǎo)相轉(zhuǎn)變能改進(jìn)這種方法具體闡述如下：

 

1)重結(jié)晶

 

a.利用可得晶型

b.確保固體完全溶解，去除原始晶型的晶種；

c.低速下重結(jié)晶，指冷卻速度低或溶劑蒸發(fā)速度低;

d.使用較寬的最終溫度范圍。如果采用冷卻結(jié)晶法，誘導(dǎo)時間和亞穩(wěn)定相向穩(wěn)定相轉(zhuǎn)變的速率隨溫度變化而變化。

 

2）重結(jié)晶后，混懸液中加入少量原始晶型，攪拌不同的時間，定期檢查固相。時間長短取決于考察的化合物，如果在溶液中化學(xué)穩(wěn)定性較好，則時間越長越好。

 

3）使用一系列性質(zhì)不同的溶劑，如氫鍵、極性、介電常數(shù)和溶解度等不同。

 

在開發(fā)新的候選藥物時，這種方法能提高發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定多晶型的概率。雖相較其他方法需要稍多的時間和精力，但這種方法技術(shù)簡單，所得結(jié)果也更好。新藥的開發(fā)領(lǐng)域，目前國內(nèi)外藥企或研究院所都在研究多晶型，通過原料藥的晶型專利來延長藥物的市場保護(hù)期；

 

仿制藥領(lǐng)域，對于市場成熟的老品種，可能過去或原研廠家沒有深入研究晶型，這是一個創(chuàng)新或者贏得市場份額的機會，新興的品種穩(wěn)定晶型受到專利保護(hù)無法仿制原研晶型，您也可以另辟蹊徑，經(jīng)過研究不影響藥物制劑質(zhì)量和療效的前提下，選擇優(yōu)勢的亞穩(wěn)態(tài)的晶型，以規(guī)避專利問題。是利是弊自己衡量吧。具體研究方案在此就不一一展開了，有需求，請您毫不猶豫的咨詢作者。

 

最穩(wěn)定晶型的獲得和晶型之間的轉(zhuǎn)變方法設(shè)計操作比較容易，限于篇幅就不在此一一描述，不清楚的請咨詢作者。           

 

仿制藥原研晶型的鑒定---一個剝繭抽絲式的剖析確證過程

 

目前國內(nèi)外對原研晶型鑒定的方法，不外乎聯(lián)用以上列舉的固體表征分析技術(shù)，此過程分為兩個部分：1）鑒定的可行性試驗；2）晶型鑒定試驗。以正在成為抗凝血藥領(lǐng)域的主流藥物口服抗凝血藥Xa 凝血因子抑制劑--沙班類A藥為例進(jìn)行簡要概述。

 

1) 可行性試驗主要從以下兩方面設(shè)計：

 

首先要能明確區(qū)別藥廠提供或自制的多晶型原料藥的具體晶型，如采用粉末X射線衍射掃描和顯微鏡觀察，發(fā)現(xiàn)廠家提供的原料藥有兩種晶型，晶型I和晶型II。

 

圖1原料藥晶型I和晶型II的粉末X射線衍射對比圖譜

 

圖2 原料藥的顯微鏡觀察結(jié)果

 

使用粉末X射線衍射分析儀(PXRD)對廠家提供的自制原料藥的晶型（I型和II型）進(jìn)行測試分析，結(jié)果顯示晶型I和晶型II 是兩種不同的晶型（圖1）。偏光顯微鏡結(jié)果（圖2）也表明晶型I和晶型II外貌形態(tài)不同，也進(jìn)一步證實晶型I和晶型II為兩種不同的晶型。

 

其次，測定輔料對原料藥粉末X射線衍射（PXPD）的干擾情況：

 

將各個輔料分別稱取10 mg進(jìn)行高精密度粉末X射線衍射測定（圖3），結(jié)果顯示7種輔料中一水乳糖、硬脂酸鎂、十二烷基硫酸鈉和包衣粉為晶體物質(zhì)，其他3種為無定形物質(zhì)，其中硬脂酸鎂與十二烷基硫酸鈉含量微小，對鑒定幾乎沒有影響。同時，從XRPD圖譜中可以挑選出5個衍射峰為晶型I的特征峰，2θ分別為：

 

 

3個衍射峰為晶型II的特征峰，2θ分別為：

 

 

在無原研片處方的情況下，為模擬處方，假設(shè)原料藥含量為10%，結(jié)果表明原料藥含量為10% 時，PXRD圖譜中包括所有原料藥晶型I（或晶型II）的特征峰，因而該方法可以精確地鑒定出原料藥的晶型。

 

圖3 原料藥和各輔料的粉末X射線衍射對比圖譜

 

2) 晶型鑒定

 

先仔細(xì)地剝?nèi)ピ衅∧ぐ聦樱瑢⑺幤醚欣從胨椤⒛胨楹蟮乃幬锓勰┓Q取一定量,在一定掃描速度和步長下進(jìn)行PXRD衍射。將此結(jié)果與其晶體類輔料的PXRD圖譜對比分析，結(jié)果初步表明原研片中的原料藥的晶型為晶型I。

 

由于一水乳糖對原研片中原料藥的特征峰干擾較大，為確證推斷的可靠性，因此采用水洗過濾去除乳糖后，再次進(jìn)行PXRD的測試，將此結(jié)果與兩種晶型的原料藥、去除包衣的原研片及一水乳糖的PXRD圖譜進(jìn)行對比分析，發(fā)現(xiàn)更容易找出原料藥晶型I的特征峰，而晶型II的兩個較大的特征峰（12.91o，18.23o）沒有存在的跡象。

 

另外，采用排除法進(jìn)一步確證了原研片中原料藥的晶型不是晶型II。分別將含10% 的晶型I或晶型II的自制模擬處方的PXRD圖譜與兩種晶型原料藥、去除包衣的原研片及一水乳糖的PXRD圖譜進(jìn)行對比分析，發(fā)現(xiàn)含10% 的晶型II的自制模擬處方樣品在晶型II的特征峰位置很容易識別出其特征峰，而原研片圖譜中找不到其信號較強的特征峰。為確保測量結(jié)果的重復(fù)性，每次稱取固定量的原研片樣品，用開發(fā)好的精確緩慢的掃描速度和步長進(jìn)行測試，共測試3次。結(jié)果顯示用此方法測試的重復(fù)性很好。

 

圖4 排除法確認(rèn)原研片中原料藥晶型的粉末X射線衍射對比圖譜

 

圖5 重復(fù)性測試原研片的粉末X射線衍射對比圖譜